CN205313285U - 一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置；其特征在于包括用于调节污水处理流量的污水调节罐，主箱体，设于主箱体内的水处理通道，污泥储罐，光催化超声波电芬顿氧化装置，臭氧发生器以及悬浮污泥沉淀罐；所述水处理通道通过接管连接污泥储罐；所述污水调节罐通过提升泵和管道来连接主箱体内的水处理通道的进水口，该水处理通道连接光催化超声波电芬顿氧化装置之后再通过一活性炭滤料蛇管通道与悬浮污泥沉淀罐连接，同时该悬浮污泥沉淀罐还与臭氧发生器连接。本技术不但停留时间短，消除氨臭气和可处理含高浓度重金属污水，而且少加化学物，能连续稳定的循环运行。该结构还具有运行成本低，占地面积小，耗电低等节能环保的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置。
背景技术
随中国经济的发展，工业用水量增加，使有限的水资源日趋紧张，中国垃圾填埋场、垃圾焚烧场、垃圾转运站、造纸、冶金、印染、制药、皮革、钻井废水、炼油、石油化工、精细化工、食品加工酿造、焦化、五金清洗、涂装、电镀企业排放含高难度的工业废水，使中国水环境污染加剧；寻找新的实用的废水处理技术使废水能减量化、再生利用和资源化成为解决水资源短缺的重要途径。传统的处理方式一般是通过微滤、超滤、纳滤反渗透膜技术、蒸发器、焚烧、微电解、或低电压、大电流的电解法以及生物处理法，本实用新型突破传统低电压、大电流的电解法而采用节能的超声波高频脉冲电化学法(HVES)。该法采用低频超声波溶解二价铁离子产生原电池、高频超声波及紫外线辐射二氧化钛网催化水分子离解为双氧水，二价铁离子同双氧水剧烈类芬顿反应产生大量自由基和伴随剧烈电化学反应作用并产生大量微米微气泡形成电气浮和电凝聚效果，借助高频超声波溶解铁(铝板)产生原电池作用而产生剧烈电化学反应，将超声波声能转化为化学能再转化为电能(或把电能转化为化学能)，经单一超声波电化学装置设备即可对废水中的有机物或无机物进行电芬顿氧化还原反应，尔后伴随剧烈电气浮和电凝聚反应，进而凝聚、吸附重金属、浮除SS、油类、胶体、COD，将污染物从水体中分离，可有效地快速去除废水中的COD、重金属、PVA、NH4-N、SO4-、SS、油、磷盐酸、臭气、离子、色素等各种有害污染物。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，该装置不但停留时间短，消除氨、硫化氢臭气和可处理含高浓度重金属污水，利用超声波技术提纯分离回收高浓度重金属污水中的重金属离子，并可低成本提纯回收废水中的酸碱物资，而且很少需外加化学物，能连续、稳定的循环运行。该结构还具有运行成本低，占地面积小，耗电低等节能环保的优点。
为了达到上述目的，本实用新型一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，包括用于调节污水处理流量的污水调节罐，主箱体，设于主箱体内的水处理通道，污泥储罐，光催化超声波电芬顿氧化装置，臭氧发生器以及悬浮污泥沉淀罐；所述水处理通道通过接管连接污泥储罐；所述污水调节罐通过提升泵和管道来连接主箱体内的水处理通道的进水口，该水处理通道连接光催化超声波电芬顿氧化装置之后再通过一活性炭滤料蛇管通道与悬浮污泥沉淀罐连接，同时该悬浮污泥沉淀罐上还设有钛板微孔臭氧曝气头,该钛板微孔臭氧曝气头通过针阀与臭氧发生器连接。
在污水调节罐上设置有格网，以对进入的污水进行隔离比较大件的垃圾废品。污水调节罐可根据主箱体内处理废水的容量来进行调节进水流量的大小。当污水通过污水调节罐进入到主箱体内的水处理通道的进水口之后，污水先后经过预处理砂滤料蛇管通道和颗粒活性炭滤料蛇管通道，之后再经过光催化超声波电芬顿氧化装置处理，而后再经活性炭滤料蛇管通道处理之后通过加压泵加压进入到悬浮污泥沉淀罐，悬浮污泥沉淀罐结合臭氧发生器将水处理之后最后从悬浮污泥沉淀罐的清水出口。在整个水处理过程中，产生的污泥脏污等会通过接管进入到污泥储罐上。
作为上述方案的进一步改进，所述水处理通道在连接光催化超声波电芬顿氧化装置之前还依次连接有预处理砂滤料蛇管通道和颗粒活性炭滤料蛇管通道；以对进入光催化超声波电芬顿氧化装置的污水先进行处理。
作为上述方案的进一步改进，所述光催化超声波电芬顿氧化装置主要由超声波电芬顿反应器、紫外光催化管和超声清洗震子构成。
进一步地，所述超声波电芬顿反应器为一种多频超声波电芬顿反应器，所述紫外光催化管内含光催化电极网。高频(一般为80KHZ-25MKHZ)主要起到氧化的作用，而低频(一般为15KHZ-60KHZ)主要起到清洗的作用。
当污水进入到光催化超声波电芬顿氧化装置之后，在超声波和紫外光催化管内产生的电场的作用下，阳极产生电子形成微絮凝剂以及铁(或铝)的氢氧化物；此时水中的悬浮颗粒、乳化液、胶体污染物在絮凝剂的作用下失去稳定性，脱稳后的污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，结合成肉眼可见的大絮体，此时在高频超声波作用下发生如下反应：超声水解2H2O→H2O2+2H+，Fe2++H2O2→芬顿强氧化作用。
在这要说明的是，超声波电凝聚装置法在处理过程中具有多功能性，除了在超声波或光电的作用下产生电解、类芬顿反应作用外，还有电化学强氧化和还原、电吸附、电絮凝、电气浮等作用。
作为上述方案的进一步改进，所述主箱体内设有清水罐；该清水罐通过反冲泵和连接管来连接砂滤料蛇管通道、颗粒活性炭滤料蛇管通道和活性炭滤料蛇管通道的底部，并且该该清水罐通过反冲泵和连接管来连接悬浮污泥沉淀罐的清水出口以及连接光催化超声波电芬顿氧化装置底部的排空口。当悬浮污泥沉淀罐、砂滤料蛇管通道、光催化超声波电芬顿氧化装置、颗粒活性炭滤料蛇管通道和活性炭滤料蛇管通道结垢后，定期开超声波清洗除垢并用清水罐清水反冲洗，便可以去除污垢，从而对整个污水处理装置进行清洗。
作为上述方案的进一步改进，所述悬浮污泥沉淀罐还连接有一用于对来自水处理通道的的预处理废水进行加压的加压泵，以提高水流速度。
作为上述方案的进一步改进，所述悬浮污泥沉淀罐为圆筒结构(具体为内外双圆筒夹套结构)；该悬浮污泥沉淀罐设有第一内壁、第二内壁、挡板(该挡板为圆锥形)、第一滤网、第二滤网和第三滤网，所述挡板位于第二内壁内侧，第一内壁则位于第二内壁的外侧；所述第一滤网设于挡板的上端的第一内壁上，第二滤网设于第一内壁与第二内壁之间，而第三滤网则设于挡板与第二内壁之间。
进一步地，所述第一滤网的滤孔直径(滤孔直径精度在2-5毫米之间)小于第二滤网(滤孔直径精度在0.2-0.5毫米之间)，所述第二滤网的滤孔直径小于第三滤网(滤孔直径精度在10-50微米之间)。
作为上述方案的进一步改进，所述经过第二滤网的水通过一通道再次进入到活性炭滤料蛇管通道与悬浮污泥沉淀罐的连接口。
进入到悬浮污泥沉淀罐的水一部分会被挡板返回以再次通过加压泵进入到悬浮污泥沉淀罐，也有一部分会通过挡板与第二内壁之间的第三滤网进入到挡板的上端。水进入到挡板上端之后一部分的水会通过第一滤网进入到悬浮污泥沉淀罐的清水出口；也有一部分会通过第二滤网再次进入到活性炭滤料蛇管通道与悬浮污泥沉淀罐的连接口，以再一次通过加压泵进入到悬浮污泥沉淀罐。当然，实际实施中可以根据需要在第一滤网的上端，也就是第一滤网与清水出口之间还可以设置若干个比第一滤网的孔径相当或更小的滤网进行过滤。
本实用新型的超声波电凝聚法水处理技术与生物法处理相比较有点在于：
(1)、超声波电化学过程中产生的-OH自由基无选择地直接与高难度有机废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水或因为超声波、光、电场强度不够时降解为简单的低分子有机物：甲醇、乙醇、乙酸等，提高了生化比，后面通过简单生物反应器处理便可达标，不会产生二次污染。
(2)、超声波电化学装置使用微电解的方式，能量效率高。
(3)、既可以作为单独工艺，也可以与其他处理工艺相结合。如作为预处理前工艺，提高废水的可生物降解性；而作为后段深度处理，可去除废水中难降解的COD，胶体等物质，降低色度，作为中水回用的预处理工艺。
本水处理技术装置不但停留时间短，快速去除废水中的高难度难降解有机物，如去除纤维、苯酚类、硝基苯、卤代烃、表面活性剂、甲基橙、色素、发色基团、螯和物、长链烃、杂环烃等及氨氮、硫醇、氰化物、硫化物、胺类、醛类等臭气和可处理含高浓度重金属离子、酸碱废水物质，而且很少需外加化学药物，能连续、稳定的循环运行。该结构还具有水力停留时间短，污泥产量少，COD、色度去除率高，运行成本低，占地面积小，耗电低等节能环保的优点。因此，本技术被称为“环境友好和节能环保”技术，其实用性强。
因此，本实用新型可以广泛地应用在废水处理的如下行业：垃圾渗滤液废水处理、电镀行业废水、屠宰场废水、养殖业粪便废水、食品和饮料厂废水、石油化工焦化废水、油田采油废水、制药厂废水、冶炼矿业废水、农业废水、石油化工、油漆染料废水、冷却水塔废水、港口集水区净化、木材处理废水、医院农村门诊部废水、学校旅游区等地的废水处理。
附图说明
图1为本实用新型的总体结构示意图；
图2为图1中A部分的局部图；
图3为悬浮污泥沉淀罐结构示意图；
图4为光催化超声波电芬顿氧化装置的剖面图；
图5为光催化超声波电芬顿氧化装置的内部剖面立体侧视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
参照图1～5，本实用新型实施例一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，包括用于调节污水处理流量的污水调节罐1，主箱体2，设于主箱体2内的水处理通道3，污泥储罐4，光催化超声波电芬顿氧化装置5，臭氧发生器6以及悬浮污泥沉淀罐7；所述水处理通道3通过接管连接污泥储罐4；所述污水调节罐1通过提升泵8和管道来连接主箱体2内的水处理通道3的进水口13，该水处理通道3连接光催化超声波电芬顿氧化装置5之后再通过一活性炭滤料蛇管通道9与悬浮污泥沉淀罐7连接，同时该悬浮污泥沉淀罐7还与臭氧发生器6连接。所述水处理通道3在连接光催化超声波电芬顿氧化装置5之前还依次连接有预处理砂滤料蛇管通道19和颗粒活性炭滤料蛇管通道11；以对进入光催化超声波电芬顿氧化装置5的污水先进行处理。
在污水调节罐1上设置有格网，以对进入的污水进行隔离比较大件的垃圾废品。污水调节罐1可根据主箱体2内处理废水的容量来进行调节进水流量的大小。当污水通过污水调节罐1进入到主箱体2内的水处理通道的进水口13之后，污水先后经过预处理砂滤料蛇管通道10和颗粒活性炭滤料蛇管通道11，之后再经过光催化超声波电芬顿氧化装置5处理，而后再经活性炭滤料蛇管通道9处理之后通过加压泵12加压进入到悬浮污泥沉淀罐7，悬浮污泥沉淀罐7结合臭氧发生器6将水处理之后最后从悬浮污泥沉淀罐7的清水出口14。在整个水处理过程中，产生的污泥脏污等会通过接管进入到污泥储罐4上。
所述光催化超声波电芬顿氧化装置5主要由超声波电芬顿反应器51、紫外光催化管52和超声清洗震子53构成。所述超声波电芬顿反应器51为一种多频超声波电芬顿反应器，所述紫外光催化管52内含光催化电极网521。高频主要起到氧化的作用，而低频主要起到清洗的作用。
当污水进入到光催化超声波电芬顿氧化装置5之后，在超声波和紫外光催化管52内产生的电场的作用下，阳极产生电子形成微絮凝剂以及铁(或铝)的氢氧化物；此时水中的悬浮颗粒、乳化液、胶体污染物在絮凝剂的作用下失去稳定性，脱稳后的污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，结合成肉眼可见的大絮体，此时在高频超声波作用下发生如下反应：超声水解2H2O→H2O2+2H+，Fe2++H2O2→芬顿强氧化作用。
在这要说明的是，超声波电凝聚装置法在处理过程中具有多功能性，除了在超声波或电场的作用下产生电芬顿、电解作用之外还有电化学氧化和还原、电吸附、电气浮等作用。
污水经过LC-ZEC超声波电化学装置预处理后，可大部分去除废水中的悬浮物，硫化物废水，高难度工业氨氮废水，乳化油废水，COD，臭气，部分去除浓缩盐和海水淡化；其将高难度工业废水转化为低浓度易生物降解的污水，去除工业废水毒性，使得生化比由0.01提高到0.35-0.5以上。
所述主箱体2内设有清水罐15；该清水罐15通过反冲泵16和连接管来连接砂滤料蛇管通道10、颗粒活性炭滤料蛇管通道11和活性炭滤料蛇管通道9的底部，并且该该清水罐15通过反冲泵16和连接管来连接悬浮污泥沉淀罐7的清水出口14以及连接光催化超声波电芬顿氧化装置5底部的排空口。当悬浮污泥沉淀罐7、砂滤料蛇管通道10、光催化超声波电芬顿氧化装置5、颗粒活性炭滤料蛇管通道11和活性炭滤料蛇管通道9结垢后，定期开超声波清洗除垢并用清水罐15的清水进行反冲洗，便可以去除污垢，从而对整个污水处理装置进行清洗。
所述悬浮污泥沉淀罐7还连接有一用于对来自水处理通道的水进行加压的加压泵12，以提高水流速度。所述悬浮污泥沉淀罐7为内外双圆筒夹套结构结构；该悬浮污泥沉淀罐7设有第一内壁71、第二内壁72、圆锥形的挡板73、第一滤网74、第二滤网75和第三滤网76，所述挡板73位于第二内壁72内侧，第一内壁71则位于第二内壁72的外侧；所述第一滤网74设于挡板73的上端的第一内壁71上，第二滤网75设于第一内壁71与第二内壁72之间，而第三滤网76则设于挡板73与第二内壁72之间。所述第一滤网74的滤孔直径小于第二滤网75，所述第二滤网75的滤孔直径小于第三滤网76。所述经过第二滤网75的水通过一通道再次进入到活性炭滤料蛇管通道9与悬浮污泥沉淀罐7的连接口。
进入到悬浮污泥沉淀罐7的水一部分会被挡板73返回以再次通过加压泵12进入到悬浮污泥沉淀罐7，也有一部分会通过挡板73与第二内壁72之间的第三滤网76进入到挡板73的上端。水进入到挡板73上端之后一部分的水会通过第一滤网74进入到悬浮污泥沉淀罐7的清水出口14；也有一部分会通过第二滤网75再次进入到活性炭滤料蛇管通道9与悬浮污泥沉淀罐7的连接口，以再一次通过加压泵12进入到悬浮污泥沉淀罐7。当然，实际实施中可以根据需要在第一滤网74的上端，也就是第一滤网74与清水出口14之间还可以设置若干个比第一滤网74的孔径相当或更小的滤网进行过滤。
本实用新型的超声波电凝聚法水处理技术与生物法处理相比较有点在于：
(1)、超声波电化学过程中产生的-OH自由基无选择地直接与高难度有机废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水或因为超声波、光、电场强度不够时降解为简单的低分子有机物：甲醇、乙醇、乙酸等，提高了生化比，后面通过简单生物反应器处理便可达标，不会产生二次污染。
(2)、超声波电凝聚装置使用微电解的方式，能量效率高。
(3)、既可以作为单独工艺，也可以与其他处理工艺相结合。如作为预处理前工艺，提高废水的可生物降解性；而作为后段深度处理，可去除废水中难降解的COD，胶体等物质，降低色度，作为中水回用的预处理工艺。
本水处理技术装置不但停留时间短，快速去除废水中的高难度难降解有机物，如去除纤维、苯酚类、硝基苯、卤代烃、表面活性剂、甲基橙、色素、发色基团、螯和物、长链烃、杂环烃等及氨氮、硫醇、氰化物、硫化物、胺类、醛类等臭气和可处理含高浓度重金属离子、酸碱废水物质，而且很少需外加化学药物，能连续、稳定的循环运行。该结构还具有水力停留时间短，污泥产量少，COD、色度去除率高，运行成本低，占地面积小，耗电低等节能环保的优点。因此，本技术被称为“环境友好和节能环保”技术，其实用性强。
以上已将本实用新型做一详细说明，但显而易见，本领域的技术人员可以进行各种改变和改进，而不背离所附权利要求书所限定的本实用新型的范围。
Claims (9)
1.一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征在于：主要包括用于调节污水处理流量的污水调节罐，主箱体，设于主箱体内的水处理通道，污泥储罐，光催化超声波电芬顿氧化装置，臭氧发生器以及悬浮污泥沉淀罐；所述水处理通道通过接管连接污泥储罐；所述污水调节罐通过提升泵和管道来连接主箱体内的水处理通道的进水口，该水处理通道连接光催化超声波电芬顿氧化装置之后再通过一活性炭滤料蛇管通道与悬浮污泥沉淀罐连接，同时该悬浮污泥沉淀罐还与臭氧发生器连接。
2.根据权利要求1所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述水处理通道在连接光催化超声波电芬顿氧化装置之前还依次连接有预处理砂滤料蛇管通道和颗粒活性炭滤料蛇管通道。
3.根据权利要求1所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述光催化超声波电芬顿氧化装置主要由超声波电芬顿反应器、紫外光催化管和超声清洗震子构成。
4.根据权利要求3所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述超声波电芬顿反应器为一种多频超声波电芬顿反应器，所述紫外光催化管内含光催化电极网。
5.根据权利要求1所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述主箱体内设有清水罐，该清水罐通过反冲泵和连接管来连接悬浮污泥沉淀罐的清水出口。
6.根据权利要求1所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述悬浮污泥沉淀罐还连接有一用于对来自水处理通道的水进行加压的加压泵。
7.根据权利要求1所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述悬浮污泥沉淀罐为圆筒结构；该悬浮污泥沉淀罐设有第一内壁、第二内壁、挡板、第一滤网、第二滤网和第三滤网，所述挡板位于第二内壁内侧，第一内壁则位于第二内壁的外侧；所述第一滤网设于挡板的上端的第一内壁上，第二滤网设于第一内壁与第二内壁之间，而第三滤网则设于挡板与第二内壁之间。
8.根据权利要求7所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述第一滤网的滤孔直径小于第二滤网，所述第二滤网的滤孔直径小于第三滤网。
9.根据权利要求7所述的一种超声波电芬顿光电一体化废水处理装置，其特征主要在于：所述经过第二滤网的水通过一通道再次进入到活性炭滤料蛇管通道与悬浮污泥沉淀罐的连接口。
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